Nowatorską metoda do kontrolowanego wytwarzania aglomeratów z nanocząstek srebra przydatnych m.in. w medycynie opracowuje naukowiec z Politechniki Białostockiej. Na badania wstępne swojej koncepcji otrzymał ponad 30 tys. zł w ramach konkursu MINIATURA.
Dr Maciej Łojkowski z Instytutu Inżynierii Mechanicznej na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej chce potwierdzić możliwość tworzenia aglomeratów z nanocząstek srebra przy użyciu innowacyjnej autorskiej metody oraz zbadać ich zachowania pod obciążeniem. Jego projekt pozwoli lepiej zrozumieć zachowanie się bardzo małych aglomeratów pod wpływem obciążenia mechanicznego, a dzięki temu przyczyni się do rozwoju wiedzy na temat mechaniki nanokompozytów, czyli materiałów polimerowych, których wypełniaczem są nanocząstki.
Nanocząstki pełnią rolę kluczowego elementu w wielu dziedzinach nauki i techniki. Wykazują unikalne właściwości: optyczne, termiczne, magnetyczne, elektrochemiczne oraz mechaniczne. Ze względu na dużą energię powierzchniową mają tendencję do niekontrolowanej aglomeracji, czyli łączenia się w większe struktury, które niekoniecznie wykazują się pożądanymi właściwościami. Dlatego ważne jest opracowanie metody do wytworzenia aglomeratów w sposób kontrolowany. Mogą w ten sposób powstać materiały o unikatowych, użytecznych właściwościach do zastosowania w medycynie, fotonice i zjawiskach magnetycznych.
Spontaniczna aglomeracja nanocząstek może prowadzić do powstania dużych struktur, które nie tylko mogą wykroczyć poza skalę nano, ale także mieć znacznie obniżoną funkcjonalność, a co za tym idzie potencjalne zastosowania – mówi dr Maciej Łojkowski. – Chcemy więc tworzyć materiały nano w sposób kontrolowany. Celem moich badań jest opracowanie metody kontrolowanego tworzenia aglomeratów, które wciąż zachowują skalę nano, a do tego mogą składać się z różnych rodzajów cząstek – dodaje.
Aglomeracja, czyli zjawisko łączenia się cząstek w większe twory, zachodzi w trakcie wielu procesów, na przykład syntezy, czy wytwarzania kompozytów. Choć często jest niepożądana, można ją wykorzystać do tworzenia nowych materiałów o szerokim zakresie zastosowań. Jak podkreśla badacz z Politechniki Białostockiej, kłopot polega na tym, że aglomeracja jest zjawiskiem stochastycznym, czyli przypadkowym, co sprawia, że trudno uzyskać aglomeraty o jednorodnych własnościach.
Dzięki zastosowaniu metody tempeltowania, czyli dzięki zastosowaniu powierzchni, która będzie miała wnęki o średnicy kilkuset nanometrów, chcemy uzyskać aglomeraty o rozmiarach nano, umieszczone stabilnie w polimerowej osłonie. Następnie uzyskane aglomeraty zamierzamy poddać badaniu twardości. Pojedyncze aglomeraty zbadamy przy pomocy nanindentera, stosując technikę kompozytową, polegającą na łączeniu skaningowej mikroskopii elektronowej SEM oraz indentacji in-situ, która pozwala na obserwacje procesu indentacji przy pomocy mikroskopu SEM – zapowiada dr Maciej Łojkowski.
Przeprowadzone przez niego badania mają potwierdzić możliwość tworzenia aglomeratów z nanocząstek srebra przy użyciu autorskiej metody oraz zbadać ich zachowania pod obciążeniem. Otrzymał na nie ponad 30 tys. zł w ramach konkursu MINIATURA 8. Kilka dni temu Narodowe Centrum Nauki ogłosiło nazwiska kolejnych 132 laureatów, którzy otrzymają na pojedyncze działania naukowe ponad 5 mln zł.
MK, źródło: PB